[发明专利]电机驱动装置及真空泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机驱动装置、及具备该电机驱动装置的真空泵。

背景技术

涡轮分子泵(turbo molecular pump)等使转子(rotor)高速转动进行真空排气的真空泵是在多数情况下使用直流无刷电机(Direct Current brushless motor)作为转动驱动转子的电机。未使用转动传感器(sensor)的真空泵是基于有关电机的三相电压及三相电流的侦测信号，估计转动驱动所需的转动速度信息及电机转子的磁极位置信息(例如，参照专利文献1)。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开平8-256496号公报

以往，作为估计磁极位置的方法，通过根据反正切(inverse tangent)运算θ＝atan(-Eα/Eβ)求出估计电转角θ而获得。但是，在两相交流信号Eα、Eβ中除转动成分基波以外，还包含大量高次谐波(higher harmonic wave)(脉宽调制(Pulse Width Modulation，PWM)载波成分等高次谐波噪声(noise)等)。因此，所运算的估计电转角θ的波形在每一周期中变动大，产生稳态偏差，从而无法提高磁极位置的精度。

另一方面，转动速度是利用ω、反向电压与转动速度成正比，而根据ω＝√(Eα²+Eβ²)/k求出。ω的运算也可以根据两相交流信号Eα、Eβ直接运算，所以同样地受到噪声影响。相对于电转角θ利用周期性，ω的运算并未利用周期性，所以，存在反向电压的估计振幅值的误差直接成为稳态偏差的缺点。

这样一来，在以往技术中，因电转角变动(即磁极位置变动)大，所以电机电流产生脉动，驱动稳定性欠佳。而且，运转时的功率效率欠佳。

发明内容

解决课题的手段

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明的优选实施方式的电机驱动装置包括：逆变器，具有多个开关元件，驱动电机；第一运算部，基于有关电机相电压的信息及有关电机相电流的信息，算出电机转子的转动速度及磁极电转角；驱动指令产生部，基于转动速度与目标转动速度的差值及磁极电转角，产生正弦波驱动指令；以及PWM信号产生部，基于正弦波驱动指令，产生用来对多个开关元件进行开关控制的PWM控制信号；且第一运算部包括：反向电压运算部，基于有关电机相电压的信息及有关电机相电流的信息，运算固定坐标αβ系中的第一反向电压；转换部，反馈输入有磁极电转角，且基于该磁极电转角将第一反向电压转换成转动坐标dq系中的第二反向电压；第二运算部，基于第二反向电压，算出磁极相位偏差；第三运算部，基于有关电机相电压及电机相电流的信息中的至少电机相电压信息，算出转动速度；以及第四运算部，算出由第三运算部算出的转动速度的积分值；且第一运算部将磁极相位偏差与积分值之和作为磁极电转角输出。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

进而优选的实施方式是第三运算部包括转换部，该转换部反馈输入有积分值作为电转角，且基于该电转角，将第一反向电压转换成转动坐标dq系中的第三反向电压，且第三运算部基于第三反向电压的矢量成分相位，算出转动速度。

而且，第三运算部也可基于由反向电压运算部运算的第一反向电压的矢量成分相位，算出转动速度。

进而，第三运算部还可基于来自检测电机相电压的电压传感器的信号，算出转动速度。

进而优选的实施方式包括延迟校正部，该延迟校正部校正由第一运算部算出的磁极电转角的相位延迟，产生校正后磁极电转角，且驱动指令产生部基于转动速度与目标转动速度的差值及校正后磁极电转角，产生正弦波驱动指令。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。本发明的优选实施方式的真空泵包括形成有排气功能部的泵转子、转动驱动泵转子的电机、及任一个所述电机驱动装置。

发明的效果

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：根据本发明，可实现电机驱动稳定性提高，且可实现电机电流的脉动降低或驱动效率提高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是表示本实施方式的真空泵中的泵单元1的构成的图。

图2是表示控制单元的概略构成的框图。